Удаление дыма от стоянок легковых автомобилей


Расчет основан на материалах СНиП 2.04.05-91* издания 2003 г. Выделение дыма (кг/ч):

С = 676,8 х Рг х у1,5 х К\

Где периметр очага пожара в начальной стадии (загорелась одна машина).

Для помещений, оборудованных спринклерными системами Р} — 12 м; у — рас­стояние от нижней границы дыма до пола; для гаражей у = 2 м; Кс = 1 для систем дымоудаления с вентилятором.

Часть помещения от потолка до нижней границы дыма заполняется дымом в начале пожара. Ее называют резервуаром дыма.

(27.1)

Время заполнения т (с) резервуара дыма:

Н °’5)АР/,

-0,5

(27.2)

Т = 6,39 х Ах {у

Где А площадь резервуара дыма (м2), Н — высота помещения (м).

Температура дыма при горении твердых материалов I = 450° С; средний удельный вес дыма 7 = 5,0 Н/м3. (Плотность р = 0,49 кг/м3).

Дымоприемные устройства (дымовые клапаны) размещают равномерно по площади резервуара дыма; площадь, приходящуюся на 1 клапан, принимают не более 900 м2.

Вытяжные вентиляторы рекомендовано устанавливать на крыше здания, при этом воздуховод для транспортировки дыма будет находиться под разрежени­ем. Для дымоудаления применяют плотные, желательно стальные воздуховоды из тонколистовой стали толщиной 1,4…2,0 мм; их высота не должна превы­шать 0.5 м.

Максимальная протяженность пути для выхода из любой точки гаража не должна превышать 40 м, а расчетная скорость людей может быть не более 1,7 м/с ( 6 км/ч).

Для эффективного использования резервуара дыма на каждые 100 м2 его пло­щади предусматривают воздухоприемные отверстия с клапанами дымоудаления (на каждые 200 м2 — при глубине резервуара 1 м и более).

Площадь клапана дымоудаления рассчитывают при массовой скорости дыма 5$ 12 кг/(м2-с).

Расстояние от любого дымоприемного отверстия до края резервуара не долж­но превышать 10 м.

1.чн>11 ;’/. yjtl. It/i/lt ‘)>• 1.Л1и ОШ ‘?ППИИ’-Г. п г>’>/г щ.’.ЬоЛтпп >’ ?1

Систему дымоудаления рассчитывают при условиях теплого периода (пара­метры Б), наиболее неблагоприятных для величины естественного давления в вы­тяжном воздуховоде, а приточные системы — при условиях холодного периода (параметры Б). Скорость воздуха принимают по [26], но не более 5 м/с.

Подземные стоянки автомобилей могут быть до 5 этажей, максимальной пло­щадью каждого 3000 м2, и иметь до 4 резервуаров дыма на каждом этаже. Возду­ховоды дымоудаления могут быть соединены коллектором перед вентилятором в случае, если пожар не перекинется с этажа на этаж.

Для создания незадымленных зон с избыточным давлением

СА. в = х / х р0’5,

Р = 0,7 х V2 х р + 20 (27.3)

Применяют, как правило, осевые вентиляторы, в нормальных условиях закрытые утепленными клапанами.

Приточный воздух подают: в верхнюю часть лифтовых шахт при закрытых дверях на всех этажах, кроме верхнего; в верхнюю часть незадымляемых лест­ничных клеток — при открытых дверях на этаже пожара и закрытых на всех остальных; в пандусы, соединяющие этаж пожара с открытым воздухом. Расход воздуха для открытых ворот и дверей (кг/ч):

С = 2875 хЛвх р0’5 х К, (27.4)

Где Аъ площадь ворот или дверей; К = 1 для одинарных ворот, К = 0,707 для двух последовательно расположенных ворот и К — 0,58 для трех последователь­но расположенных ворот.

Расход воздуха через неплотности закрытых дверей и ворот:

(27.5)

Где Су = 8 кг/(м2-ч) при действии ветра в сторону притвора и (7У = 16 кг/(м2-ч) при ветре с обратной стороны, также Оу = 16 кг/(м2-ч) для закрытых лифтовых дверей; I длина притворов.

Расход воздуха через закрытый клапан дымоудаления (кг/ч):

Ск = 40,3 (Лк х Др)0,5, (27.6)

Где Ак — площадь клапана (м2); Ар — разность давления дыма с двух сторон створки (Па).

Пределы огнестойкости должны быть: воздуховодов — не менее Е1-60; клапанов дымоудаления Е1-30;

Вентилятора дымоудаления — Е1-60 при 600° С (а не 450° С, как это принято для расчетов).

Си«

Расчет системы дымоудаления начинают с предварительного определения ве­личины падения давления в ней (Па):

(27.7)

Арс = Ад К. Т х ? КМС х (ур)2/2р+Ктр х I х Кс

Где Кт — поправочный коэффициент на местные сопротивления из-за низкой плотности дыма при пожаре: Кт = 0,49/1,2 = 0,41; Кд =1,1 поправка на за­грязнение воздуха дымом; ^ KMC — сумма коэффициентов местных сопротив­лений по длине системы; р (кг/м3) плотность дыма при температуре 450° С; Ктр (Па/м) — удельные потери на трение (табл. 27.1).

Таблица 27.1 Удельные потери давления на трение (Па/м)

Динамическое давление воздуха в воздуховоде, Па

Эквивалентный диаметр D^, м

0,25

0,35

0,5

0,7

32

1,0

0,9

0,7

0,6

40

1,3

0,8

0,7

50

1,6

1,4

1,0

0,9

63

2,0

1,8

1,3

1,2

80

2,5

2,2

1,6

1,4

100

3,1

2,7

2,0

1,7

125

3,8

3,3

2,5

2,1

160

4,8

3,1

2,6

200

6,2

5,4

4,0

3,3

Эквивалентый диаметр:

„ 2а х Ь,

ВЬ ——. 27.8 а + о

Динамическое давление рд, Па:

Рд = М2/2р; (27.9)

I — длина участка воздуховодов (м); Кс — поправка на материал воздуховодов: сталь Кс — 1; бетон Кс = 1,7: кирпич Кс = 2,1.

По мере движения дыма по воздуховодам масса движущегося потока возрас­тает вследствие неплотности клапанов (формула (27.6)) и неплотности воздухо­водов (табл. 27.2).

Таблица 27.2 Расход воздуха на 1 м2 поверхности воздуховодов круглого сечения ауд х 103 кг/(м2-с)

Класс воздуховодов

Разность давлений на внутренней и наружной поверхностях, Па

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

П (плотные)

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,3

1,5

1,6

Примечание. Для воздуховодов прямоугольного сечения вводят коэффициент 1,1. Плотность смеси дыма и воздуха (кг/м3)

Рс = (С + СВ)/(СУ 0,49 + Св/1,2). (27.10)

178 Глава 27. Удаление дыма от стоянок, легковых автолюбилей

Общий расход газов перед вентилятором и в выхлопной шахте

Собщ = 0 + Св. (27.11)

Увеличение потерь давления в сети

Лрсум — Арс х + Арв, (27.12)

Где Дрв — потери в выхлопной шахте (Па), рассчитанные по формуле (27.7). Естественное давление (Па), способствующее работе системы дымоудаления:

Дре = д х Кш х (рн — рс), (27.13)

Где Ъ, ш расстояние по вертикали от оси дымового клапана до устья выхлопной шахты.

Подача вентилятора (м3/ч):

Ьв = 3600 х (27.14)

Рс

Давление, создаваемое вентилятором:

Ре ~ 1,2 х (Дрсум — Аре)- При начале работы системы дымоудаления естественное давление не учитывают.

Пример расчета дымоудаления из подземного одноэтажного гаража под жилым зданием

Исходные данные.

Место строительства: Московская область. Теплый период: tHJв = 26,3° С, ив = 1 м/с. Холодный период: ?„,б ~ —28° С, ув — 4,7 м/с.

Внутренние размеры гаража 42 х 18 м, F = 756 м2, Н = 3 м, ригели выступают на 0,4 м.

Гараж оборудован спринкельной системой пожаротушения. Гараж (отметка пола 2,8 м) расположен под жилым 16-этажным домом с отметкой технического этажа 47,5 м. На первом этаже дома находятся офисные помещения.

Число машиномест в гараже: N = 24.

Воздуховоды металлические. Высота шахты дымоудаления 49 м. Высота вы­хлопной шахты после вентилятора 5 м.

Расчет

I. Выделения дыма:

С = 676,8 х 12 х 21’5 х 1 = 23000 кг/ч.

Удалит* дыма от стоянок лсгковъи патолюбн ни 179

2. Время заполнения резервуара дыма:

Т = 6,39 х 756 х (2 °’5 — 3 0,5)/12 = 52 с.

3. Время срочной эвакуации людей:

Т = — = — = 24 с < 52 с V 1,7

4.Согласно рекомендации, 200 м2 резервуара дыма должен обслуживать один клапан дымоудаления. Поэтому 4 клапана располагают вдоль проезжей части по осевой линии через каждые 10 м. Поскольку массовая скорость в сечении клапана не должна превышать 12 кг/(м2-с), при высоте клапана 0,5 м

С = 23000 2

3600 X ур 3600 х 12 ‘ М ‘

Ширина клапана: Ь = 0,53/0,5 = 1,06 м.

К установке принят клапан КПУ-1М фирмы ВЕЗА фронтальным сечением 0,5 х 1,2 м, в этом случае фактическая массовая скорость:

23000 /, 2 .

V,, — ——————————————————- = 10,6 кг/ м — с).

Р 3600 x 0,5 x 1,2 м ;

Арс = К?

5. Потери давления (Па) в воздуховодах до вентилятора (сечение воздухово­дов принимают по размеру сечения клапана: 1,2 х 0,5 м).

Кг х кмс х (г’р)2/2Р + КтР х I

Где Кт поправка на фактическую плотность по отношению к нормальной, Кт — — 0,49/1,2 = 0,41; ^ KMC — сумма коэффициентов местных сопротивлений на участке клапан вентилятор (прил. 25):

Клапан дымоудаления KMC = 0,4,

Колено 90° KMC = 1,2,

2 отвода 1,2 х 0,5 м KMC = 0,34 х 2,

Диффузор перед вентилятором KMC = 0,3.

]Г KMC — 2,58. Эквивалентный диаметр воздуховода:

2а х Ь 2 х 0,5 х 1,2 _ ^ = 0.5+1,2 =°’71м-

Динамическое давление:

Я = 2 4Q = П5 Па; Ктр = 1,9 Па/м (см. табл. 27.1).

(|^80 Г шин J7 л ibi к nut дыма от < птмноь ir/ьаьыл чьнюиппн. ч и Общие потери давления:


Ар — 1,1 х

= 316 Па.

0,41 х 2,58 х 10’62 + 1,9 х (38 + 49) 2 х 0j49

6. По мере движения дыма по горизонтальному участку воздуховодов дли­ной 38 м происходит подсос дыма через остальные 3 закрытых клапана.

Скл = 40,3 х (Лк х Д)0,5;

Ак = 3 х 0,5 х 1,2 = 1,8 м2; средняя величина Ар на горизонтальном участке 100 Па;

Скл = 40,3 х (1,8 х ЮО)0’5 — 540 кг/ч.

По всей длине воздуховодов происходит подсос окружающего воздуха через неплотности (см. табл. 27.2).

Принято среднее разрежение в воздуховодах 250 Па. Площадь поверхности воздуховодов:

А = (38 + 49) х (1,2 + 0,5) х 2 = 295 м2.

Количество воздуха, попадающего в воздуховоды:

Сп = дуД х х 295 = 480 кг/ч. УА 1000 ‘

7. Общий расход газов С0бщ:

Собщ = 23 000 + 540 + 480 = 24 020 кг/ч.

8. Потеря давления во всасывающем воздуховоде:

(24 020\ 2

—— = 344 Па. 23 000 )

9. Плотность смеси дыма и воздуха (27.10):

24020 , ,

Рс ————————————————- 7—————- 7— = 0,50 кг/м.

Ис 23000/0,49+ 1020/1,2 ‘ ‘

10. Потери давления в выхлопной шахте /?в ш = 5,0 м. Массовая скорость:

24020 x 4 2

Ус — ————————————— ———— —- = 13,3 кг/(м — с).

Р 3600 х тг х 0,82 ‘ М ‘

Ур ^ 15 кг/(м2-с).

\ till If Н>1< <!>.’ МП t’lii < /Г’"ИПСЬ. I’ ‘h(‘r>hi 1 <1<1ГН>\!<"’Ч1. II 11

Удельные потери на трение при динамическом давлении Н = 13,32/2 х 0,50 = 177 Па:

ЛУд = 2,7 Па/м.

Значения местных сопротивлений:

Диффузор после вентилятора KMC = 0,2;

Полуотвод 45° KMC = 0,23;

Вытяжной зонт над шахтой KMC — 1,3;

]ГКМС= 1,73.

Арв. ш = 1,1 X X 1,73 х + 5 х 2,7^ = 155 Па.

\1,2 2 х 0,5 )

11. Общие потери давления в системе дымоудаления:

Дробщ = 344 + 155 = 499 Па.

12. Естественное давление (Па):

Дре = д х Нш х (рн — рс), при — ?н>б для теплого периода

353

= 273Тад = 1,18 КГ/МЗ; Дре = 9,81 х 49 х (1,18 — 0,50) = 327 Па.

13. Потери давления в системе дымоудаления:

Ар = Др0бщ — Дре = 499 — 327 = 172 Па.

14. Подача вентилятора:

Ьв = <2общ/Рс = 24020/0,5 = 48000 м3/ч.

15. Напор вентилятора:

Дрв = 1.2 X Ар/рс = 1,2х 172/0,5 = 410 Па.

16. К установке принят радиальный вентилятор ВР-280-46 ДУ N12,5 испол­нение 5, КПД = 0,70 с двигателем N — 11 кВт, фирмы ВЕЗА.

Мощность электродвигателя при режиме дымоудаления:

?.хЛр„ 48000 x 410

3600 X 1000 X 1] 3600 х 1000 х 0,7



.